JP2012195189A

JP2012195189A - プラズマディスプレイパネル

Info

Publication number: JP2012195189A
Application number: JP2011058831A
Authority: JP
Inventors: Mayumi Inoue; 真弓井上; Yusuke Takada; 祐助高田
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2011-03-17
Filing date: 2011-03-17
Publication date: 2012-10-11

Abstract

【課題】高精細・高効率のプラズマディスプレイパネルを提供することを目的とする。
【解決手段】本発明のプラズマディスプレイパネルは、基板上に形成した表示電極を覆うように誘電体層を形成するとともに、誘電体層上に保護層を形成した前面板と、前面板に放電空間を形成するように対向配置されかつ表示電極と交差する方向にアドレス電極を形成するとともに放電空間を区画する隔壁１５を設け、隔壁１５の間の溝部にアドレス電極毎に、紫外線によって赤色、緑色および青色にそれぞれ発光する蛍光体層１６を順次塗布して形成した背面板とを有し、蛍光体層１６は、ｈ−ＢＮ結晶微粒子１０（六方晶窒化硼素結晶微粒子）を含む。
【選択図】図２

Description

本発明は、表示デバイスなどに用いるプラズマディスプレイパネルに関する。

プラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰとも呼ぶ）を用いた、高精細、大画面のテレビが製品化されている。

ＰＤＰは、基本構造として、前面板と背面板とで構成されている。

前面板は、例えば、フロート法による硼硅酸ナトリウム系ガラスのガラス基板と、ガラス基板の一方の主面上に形成されたストライプ状の透明電極とバス電極とで構成される表示電極と、表示電極を覆ってコンデンサとしての働きをする誘電体層と、誘電体層上に形成された酸化マグネシウム（ＭｇＯ）からなる保護層とで構成されている。

一方、背面板は、ガラス基板と、その一方の主面上に形成されたストライプ状のアドレス電極と、アドレス電極を覆う下地誘電体層と、下地誘電体層上に形成された隔壁と、各隔壁間に形成された赤色、緑色および青色それぞれに発光する蛍光体層とで構成されている。

前面板と背面板とは、表示電極とアドレス電極とを対向させて気密封着され、隔壁によって仕切られた放電空間（放電セル）に、例えばＮｅ−Ｘｅの放電ガスが４００Ｔｏｒｒ〜６００Ｔｏｒｒの圧力で封入されている。

以上のような構成のＰＤＰにおいては、表示電極に映像信号電圧を選択的に印加することによって放電ガスを放電させ、その放電によって発生した紫外線が各色蛍光体層の蛍光体材料を励起して赤色、緑色、青色の発光をさせてカラー画像表示を実現している（特許文献１参照）。

特開２００３−１３１５８０号公報

ここで近年、市場におけるテレビの高精細化・高効率（低消費電力・高輝度化）の要望に応じて、フルハイビジョンのみならず、フルハイビジョンの４倍の画素数を有する４Ｋ２Ｋ等、高精細なＰＤＰの開発が進められており、その実現のためには放電セルを微細化し且つその数を増大させることが必要となる。

しかしながら、放電セルが微細化すると、放電ガスを放電させることによる紫外線発光の効率が低下してしまうという問題が発生する。

本発明は上述したような状況に鑑み為されたもので、高精細のＰＤＰにおいても高輝度を実現し、もって高効率のＰＤＰを提供することを目的とする。

上記目的を実現するために本発明のＰＤＰは、基板上に形成した表示電極を覆うように誘電体層を形成するとともにその誘電体層上に保護層を形成した前面板と、この前面板に放電空間を形成するように対向配置されかつ前記表示電極と交差する方向にアドレス電極を形成するとともに前記放電空間を区画する隔壁を設け、この隔壁間の溝部にアドレス電極毎に、紫外線によって赤色、緑色および青色にそれぞれ発光する蛍光体層を順次塗布して形成した背面板と、を有し、前記蛍光体層は、六方晶窒化硼素結晶微粒子を含む構造とした。

本発明によれば、高精細・高効率のＰＤＰを実現することができる。

本発明の一実施の形態によるＰＤＰの構造を示す斜視図本発明の一実施の形態によるＰＤＰの背面板の構成を示す断面図

以下、本発明の一実施の形態によるＰＤＰについて、図を用いて説明するが、本発明の実施の態様はこれに限定されるものではない。

図１は本発明の一実施の形態によるＰＤＰ１の構造を示す斜視図である。ＰＤＰ１の基本構造は、一般的な交流面放電型ＰＤＰと同様である。図１に示すように、ＰＤＰ１は前面ガラス基板３などよりなる前面板２と、背面ガラス基板１２などよりなる背面板１１とが対向して配置され、その外周部をガラスフリットなどからなる封着材によって気密封着されている。封着されたＰＤＰ１内部の放電空間１７には、ＮｅおよびＸｅなどの放電ガスが４００Ｔｏｒｒ〜６００Ｔｏｒｒの圧力で封入されている。

前面板２の前面ガラス基板３には、走査電極４および維持電極５よりなる一対の帯状の表示電極６とブラックストライプ（遮光層）７が互いに平行にそれぞれ複数列配置されている。前面ガラス基板３には表示電極６と遮光層７とを覆うようにコンデンサとしての働きをする誘電体層８が形成され、さらにその表面に酸化マグネシウム（ＭｇＯ）などからなる保護層９が形成されている。

背面板１１の背面ガラス基板１２上には、前面板２の走査電極４および維持電極５と直交する方向に、複数の帯状のアドレス電極１３が互いに平行に配置され、これを下地誘電体層１４が被覆している。さらに、アドレス電極１３間の下地誘電体層１４上には放電空間１７を区切る所定の高さの隔壁１５が形成されている。隔壁１５間の溝部にアドレス電極１３毎に、紫外線によって赤色、緑色および青色にそれぞれ発光する蛍光体層１６が順次塗布して形成されている。ここで蛍光体層１６は、六方晶窒化珪素結晶微粒子（以降、ｈ−ＢＮ結晶微粒子と呼ぶ）を含んでいる。

走査電極４および維持電極５とアドレス電極１３とが交差する位置に放電セルが形成され、表示電極６方向に並んだ赤色、緑色、青色の蛍光体層１６を有する放電セルがカラー表示のための画素になる。

図２は、本発明の一実施の形態によるＰＤＰ１の背面板１１の構成を示す断面図である。図１と同一符号は、同一構成を示し、説明を省略する。図２に示すように、隔壁１５間の溝部に順次塗布して形成された蛍光体層１６には、ｈ−ＢＮ結晶微粒子１０が含まれている。

ここで、このｈ−ＢＮ結晶微粒子１０の作製方法について、以下説明する。

ｈ−ＢＮ結晶微粒子１０は、窒化ホウ素原料と、遷移金属からなる金属溶媒と、を混合し溶融する工程と、この溶融物を再結晶する工程と、を経て製造される。

遷移金属からなる金属溶媒としては、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、およびこれらの組み合わせからなる群の中から選択される。これらの金属溶媒は空気中で安定であり、常圧で再結晶が可能である。

溶融は、窒化ホウ素と金属溶媒の共融点以上の温度に加熱して行う。加熱時間は１０時間以上保持すれば確実である。

また、結晶微粒子の純度をあげるために、混合工程前に脱酸素処理したり、溶融物の冷却を所定の速度で行うと効果的である。

次に、本発明の一実施の形態によるＰＤＰの製造方法について説明する。

まず、前面ガラス基板３上に、走査電極４および維持電極５と遮光層７とを形成する。走査電極４と維持電極５とは、それぞれ、透明電極と金属バス電極とからなる。これらの透明電極と金属バス電極は、フォトリソグラフィ法などを用いてパターニングして形成される。透明電極は薄膜プロセスなどを用いて形成され、金属バス電極は銀（Ａｇ）材料を含むペーストを所望の温度で焼成して固化している。また、遮光層７も同様に、黒色顔料を含むペーストをスクリーン印刷する方法や黒色顔料をガラス基板の全面に形成した後、フォトリソグラフィ法を用いてパターニングし、焼成することにより形成される。

次に、走査電極４、維持電極５および遮光層７を覆うように前面ガラス基板３上に誘電体ペーストをダイコート法などにより塗布して誘電体ペースト層（誘電体材料層）を形成する。誘電体ペーストを塗布した後、所定の時間放置することによって塗布された誘電体ペースト表面がレベリングされて平坦な表面になる。その後、誘電体ペースト層を焼成固化することにより、走査電極４、維持電極５および遮光層７を覆う誘電体層８が形成される。なお、誘電体ペーストはガラス粉末などの誘電体材料、バインダおよび溶剤を含む塗料である。

次に、誘電体層８上に酸化マグネシウム（ＭｇＯ）からなる保護層９を真空蒸着法により形成する。

以上の工程により、前面ガラス基板３上に所定の構成物（走査電極４、維持電極５、遮光層７、誘電体層８、保護層９）が形成され、前面板２が完成する。

一方、背面板１１は次のようにして形成される。まず、背面ガラス基板１２上に、銀（Ａｇ）材料を含むペーストをスクリーン印刷する方法や、金属膜を全面に形成した後、フォトリソグラフィ法を用いてパターニングする方法などによりアドレス電極１３用の構成物となる材料層を形成し、それを所望の温度で焼成することによりアドレス電極１３を形成する。次に、アドレス電極１３が形成された背面ガラス基板１２上にダイコート法などによりアドレス電極１３を覆うように誘電体ペーストを塗布して誘電体ペースト層を形成する。その後、誘電体ペースト層を焼成することにより下地誘電体層１４を形成する。なお、誘電体ペーストはガラス粉末などの誘電体材料とバインダおよび溶剤を含んだ塗料である。

次に、下地誘電体層１４の上に隔壁材料を含む隔壁形成用ペーストを塗布して所定の形状にパターニングすることにより、隔壁材料層を形成した後、焼成することにより隔壁１５を形成する。ここで、下地誘電体層１４上に塗布した隔壁用ペーストをパターニングする方法としては、フォトリソグラフィ法やサンドブラスト法を用いることができる。

次に、隣接する隔壁１５間の溝部、すなわち、下地誘電体層１４上および隔壁１５の側面に、ｈ−ＢＮ結晶微粒子１０を含むように蛍光体層１６を形成する。

具体的には、例えば、蛍光体は、赤色蛍光体；（Ｙ、Ｇｄ）ＢＯ_３：Ｅｕ、緑色蛍光体；Ｚｎ_２ＳｉＯ_４：ＭｎもしくはこれとＹＢＯ_３：Ｔｂの混合物、青色蛍光体；（Ｂａ、Ｓｒ）ＭｇＡｌ_１０Ｏ_１７：Ｅｕ、の各蛍光体ペーストにｈ−ＢＮ微粒子を混在させる。このｈ−ＢＮが混在した蛍光体ペーストを塗布する。もしくは、ｈ−ＢＮ微粒子を蛍光体ペーストには混在させずに、蛍光体ペーストを塗布した後に、塗布後の蛍光体ペーストの表面にｈ−ＢＮ微粒子を付着・配設し、その後、ペーストを焼成する。あるいは、ｈ−ＢＮ微粒子を混在させた蛍光体ペーストの上に、更にｈ−ＢＮ微粒を付着・配設し、その後、ペーストを焼成しても良い。

以上の工程により、背面ガラス基板１２上に所定の構成部材を有する背面板１１が完成する。

なお、「蛍光体層１６は、ｈ−ＢＮ結晶微粒子１０を含む」とは、図２に断面図で示すように、蛍光体層１６中および／または蛍光体層１６の表面に、ｈ−ＢＮ結晶微粒子１０が存在していれば良い。

以上の方法によって完成した前面板２と背面板１１とを、走査電極４とアドレス電極１３とが直交するように対向配置して、その周囲をガラスフリットで封着し、放電空間１７にＮｅ、Ｘｅなどを含む放電ガスを封入することによりＰＤＰ１が完成する。

次に、上述した構成によるＰＤＰ１の動作について、以下述べる。

従来、ＰＤＰは、表示電極に映像信号電圧を選択的に印加することによって発生した保護層からの２次電子により放電ガスを放電・励起させ、この励起した放電ガスが基底状態に戻る際に発生する紫外線により各色蛍光体層を励起して赤色、緑色、青色の発光をさせてカラー画像表示を実現している。

ここで、放電ガスはＸｅの場合には１４７ｎｍ主体の共鳴線と１７２ｎｍ主体のＸｅ分子線起因の紫外線が発生する。いずれの紫外線も、ＰＤＰにおいて一般的に用いられる蛍光体材料を励起して発光させるには、効率という面からは最適であるとは言い難い波長である。例えば、上述の赤色蛍光体、緑色蛍光体、青色蛍光体における１４７ｎｍの発光効率は、それぞれ、４３％、４２％、３６％である。また、１７２ｎｍの発光効率は、それぞれ、４０％、４７％、５３％である。

さらに、紫外線を発生させるプロセスについても、まず保護層から２次電子を発生させ、次にその２次電子で放電ガスを放電・励起させるというステップを経ており、そのステップ毎にロスが発生することを考えると効率的であるとは言い難い。

以上の理由から、ＰＤＰにおいては従来、その発光効率の悪さが問題であった。

しかしながら、本願発明のＰＤＰにおいては、前述した製造方法により作製されたｈ−ＢＮ結晶微粒子１０を蛍光体層１６が含んだ状態で構成されており、このｈ−ＢＮ結晶微粒子１０は、電子が衝突する（励起される）ことで紫外線を放出するという性質を有する。

すなわち、従来は、保護層にイオンおよび／または電子が衝突することで保護層から２次電子を発生させ、その発生させた２次電子により放電ガスを励起させることで紫外線を放出させ、その紫外線で蛍光体層の蛍光体材料を励起、発光させるというプロセスであった。しかしながら、本発明のＰＤＰでは、蛍光体層１６がｈ−ＢＮ結晶微粒子１０を含む構造としているので、保護層９から発生した２次電子がこのｈ−ＢＮ結晶微粒子１０と衝突することで、直接、紫外線が放出される。その紫外線で蛍光体層１６の蛍光体材料を励起、発光させることができ、Ｘｅを介して蛍光体を発光させるよりも発光プロセスを単純なステップとでき、ロスを少なくすることができる。

しかもこのｈ−ＢＮ結晶微粒子１０における電子励起では、放出される紫外線の波長は２１５ｎｍ〜２２５ｎｍであり、Ｘｅガスを放電させることで得られる紫外線に比べ長波長となる。例えば、ＰＤＰに使用される上述の一般的な蛍光体においては、２１５ｎｍの発光効率は、赤色蛍光体が５４％、緑色蛍光体が３７％、青色蛍光体が５６％であり、赤色蛍光体・青色蛍光体において発光効率を良くすることができる。また、２２５ｎｍの発光効率は、赤色蛍光体が５４％、緑色蛍光体が４０％、青色蛍光体が６３％であり、赤色蛍光体・青色蛍光体において発光効率を良くでき、緑色蛍光体では発光効率を同等とすることができる。

したがって、ｈ−ＢＮ微粒子を使うことによって、一般的にＰＤＰに用いられる蛍光体材料を励起して発光させる紫外線として比較的適したものとなる。

以上、本願発明のＰＤＰにおいては、蛍光体層を発光させるための紫外線として、保護層９からの２次電子により放電ガスを放電させることで発生させた紫外線に加え、蛍光体層１６がｈ−ＢＮ結晶微粒子１０を含むように構成しているので、蛍光体層を発光させるのにさらに適した波長２１５〜２２５ｎｍの紫外線を効率良く発生させて利用することができ、もって高精細であっても高効率のＰＤＰを実現することができる。

以上のように本発明は、大画面、高精細のＰＤＰを提供する上で有用な発明である。

１ＰＤＰ
２前面板
１０ｈ−ＢＮ結晶微粒子
１１背面板
１６蛍光体層

Claims

基板上に形成した表示電極を覆うように誘電体層を形成するとともに、当該誘電体層の上に保護層を形成した前面板と、
前記前面板に放電空間を形成するように対向配置されかつ前記表示電極と交差する方向にアドレス電極を形成するとともに前記放電空間を区画する隔壁を設け、当該隔壁の間の溝部にアドレス電極毎に、紫外線によって赤色、緑色および青色にそれぞれ発光する蛍光体層を順次塗布して形成した背面板と、
を有し、
前記蛍光体層は、六方晶窒化硼素結晶微粒子を含むプラズマディスプレイパネル。
前記六方晶窒化硼素結晶微粒子は、電子励起により、２１５ｎｍから２２５ｎｍまでの紫外線を放出する、請求項１に記載のプラズマディスプレイパネル。
前記六方晶窒化硼素結晶微粒子は、
窒化ホウ素原料と、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、およびこれらの組み合わせからなる群の中から選択される遷移金属からなる金属溶媒と、を混合し溶融する工程と、
溶融する工程で得られた溶融物を再結晶する工程と、
から製造された、請求項１または２に記載のプラズマディスプレイパネル。